人工智能引导的 3D 打印彻底改变了手术准备

华盛顿州立大学 (WSU) 的研究人员推出了一项突破性的人工智能驱动 3D 打印技术，旨在帮助外科医生为术前练习制作人体器官的详细复制品。据 NVIDIA 技术博客称，这项创新有望通过为医生提供更精确的准备工具来提高手术效果。

AI算法增强3D打印

该人工智能算法经过人体肾脏和前列腺图像和属性（包括重量、大小、孔隙率和血管结构）的训练，可与 3D 打印机协作优化打印过程。它有助于确定准确度、重量和打印速度的最佳设置，从而显著提高 3D 打印模型的效率和精度。

华盛顿州立大学机械与材料工程系助理教授、这项研究的合著者 Kaiyan Qiu 强调了这种技术节省时间的潜力 技术邱教授解释说：“对于术前器官模型，我们知道外科医生需要高保真模型，这些模型可以快速打印出来，而且劳动强度低。”“我们设想这样一个场景：外科医生早上接受（患者的）MRI 和 CT 扫描。她有两个小时的时间为手术做好准备。人工智能可以优化参数，并在半小时内打印出一个模型器官，然后外科医生可以用剩下的时间练习（在器官复制品上）。”

使用贝叶斯方法进行优化

研究团队包括华盛顿州立大学计算机科学教授 Jana Doppa，他们采用了多目标贝叶斯优化 (BO) 方法，使用 BoTorch 来增强 3D 打印过程。BO 算法利用概率替代模型来近似打印参数与打印器官模型质量之间的关系，捕捉不确定性并实现更稳健的优化。

AI 模型训练使用 NVIDIA A40 GPU 进行，并利用 NVIDIA NGP Instant NeRF 重建 3D 打印模型的网格对象。这种先进的 AI 流程不仅限于医疗应用；它还可用于创建植入式医疗设备、飞机和机器人部件、电池甚至定制鞋子的原型。

有关此研究的更多信息，请访问 NVIDIA 技术博客。

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